получение октана его реакции и уравнения

Известные химики

Николай Николаевич Зинин (1812-1880)

Знаменитый создатель казанской школы химиков вообще то был физиком и математиком, пока Н. И. Лобачевский не поручил ему вывести тогда очень слабую химию в Казанском университете на достойный для такого учебного заведения уровень. В результате Зинин стал тем, кем стал.

Кроме реакции восстановления нитробензола сульфидом аммония, которую изучают теперь в школе, Зинин открыл бензидиновую перегруппировку, синтезировав перед этим исходный гидразобензол.

Так же Зинин много работал над технологией синтеза и применения нитроглицерина (использование в гранатах) во время Крымской войны. Нобель, вероятно, вспомнивший рассказы Зинина о том, что нитроглицерином следует пропитывать порошкообразные вещества, достаточно быстро оценил свойства образовавшейся композиции, названной впоследствии динамитом и принёсшей ему огромные прибыли. Узнав об этом, Зинин заметил: «Этот Альфред Нобель выхватил у нас динамит из-под носа!».

Известно, что не существует общей формулы для подсчёта числа структурных изомеров алканов C n H 2n+2 . Однако можно получить много оценок сверху, то есть выражений, значение которых заведомо превосходит число изомеров при любом n . Предложите одну из таких оценок и обоснуйте её выбор исходя из структурных соображений.

Обозначим число структурных изомеров алкана C n H 2n+2 через (n) . Самый простой способ получить неравенство для этой функции напоминает метод математической индукции. Метан имеет всего один изомер, поэтому (1)=1 . Далее, пусть у нас есть все изомеры состава C n-1 H 2(n-1)+2 . Добавляя по очереди к каждому атому углерода ещё один атом углерода (с нужным числом атомов водорода) мы получим все изомеры состава C n H 2n+2 . При этом некоторые из полученных изомеров будут совпадать друг с другом, следовательно, (n) (n-1) (n-1) . Если начальное условие (1)=1 , то получим следующую (правда, грубую) оценку для числа изомеров: (n) (n-1)! . Эта оценка справедлива при всех n .

Изложенный выше индуктивный процесс построения изомеров продемонстрируем на примере построения изомеров бутана исходя из пропана. Для изображения углеводородов ограничимся углеродным скелетом:

Видно, что из трёх полученных структур две совпадают друг с другом (верхняя и нижняя), поэтому (4) 3 (3) .

Более точную оценку для (n) можно получить, если начинать процесс построения изомеров не с метана, а с более сложного алкана с известным числом изомеров. Например, существуют три углеводорода состава C 5 H 12 , поэтому (5)=3 . Если воспользоваться полученным выше неравенством (n) (n-1) (n-1) , то получим: (n) (n-1)(n-2) ... 6 5 (5)=3(n-1)!/4!=(n-1)!/8 . Это более точная оценка, чем (n) (n-1)! , зато она применима не при всех n , а только при n 5 .

source